Способ контроля кристаллов с периодической неоднородностью структуры Советский патент 1980 года по МПК G01N23/207 

и его дисперсии по положении) и полуширине брегговских максимумом и сателлитов, опре,дел)1ют направление периодической неоднородности структуры и измеряют при неизменных условиях съемки интенсивность сбвокутаоста брегговских максимумом и сателлитов, для которых узлы обратной решетки лежат вдоль указаьшого налравле1шя.

На фиг. 1 н 2 даны графики к предлагаемому и известному способам, соответственно.

Способ осуществляется следующим образом . Рентгеновский дифрактометр юстируют по схеме двухкристального спектрометра. Для достижения высокого разрешения сателлитов тша

Матрица относительной интенсивности сателлитов Первые сателлиты Вторые сателлиты Третьи сателлиты -1. ()(B3i+Bi3+BiiA2i)(BuB,j4

462644

тельно монохроматизируют и коллимируют падающий на образец рентгеновский пучок. Исследуемый кристалл устанавливают на столике образца и после вьшолнетгая стандартной юстировки при неизменных условиях съемки по схеме Q-2Q измеряют интенсивность брегговских рефлексов и их сателлитов вблизи нескольких узлов (h - Е) с кратными индексами (вблизи ; нескольких кратных порядков отражения), при10 чем направление h 4- В соответствует в обратном пространстве направлению модуляции в периодической структуре. Измерение интенсивности основных отражений и сателлитов обрабатывают с помощью формул, приведенных в

15 табл. 1.

Таблица Г (S|+Sr) В, (IMjO+Afi (Ц-Ва,)+ (BiiB,2+A,,Ai2) + (A,,B,2-A,2Bii)+ /3| . () Ai,(l+B2i) (A,,Bi2-A,2Bu-/3i)-Bu(l+A2i) (ВцВп+АнАц-а,) . J () + (Bai-A O+Blz+Afi + CAli+B) (а + (3) + «1 + | i () (Bi2+a,Bn+,,) (B2i-Aa,+aj) + (AnBn-fe) (А,2+а, А„-, В„) 4. . . 1 () (,)()+(Вз1+В1з-ВпА2Г)(А1з-Аз1+А„В2,)+а| + |3i AnAi2)(A,2Bu+AiiB,2)(Ai3-A3i+AiiB,i)

В . А -ii 3o(bJ 3o{aJ Sj и Sj - интенсивность j-тых сателлитов, рас положенных со стороны меньших и больших углов относительно основного рефлекса. Здесь aj, Ь и «j, /3 коэффидаенты Фурьеразложения периода решетки и структурной ам плитуды соответственно, a3j иЗо - фукнции Бесселя i-ro и нулеЗвого порядка. Из решения системы уравнений находят козффициенты Фурье-разложения структзфной амплитуды а, |3j н периода решетки о Ь и, зная концентрацнотшую зависимость структурной амплитуды и периода решетки, независимо определяют профиль изменения концентрации как по коэффициентам а, Р, так н по коэффицие там t.b. При }Т1ругой деформации сопрягаемых слоев периодической структуры (в результате когерентного сопряжения двух кристаллических решеток с различными периодами) возникающая пуассоновская деформация приводит к увеличению амплитуды измерения межплоскостных расстояний по норма ли к слоям, а структурная амплитуда в результате деформации не изменяется. Сопоставляя профиль или амплитуду изменения состава, найденные по коэффициентам разложения структурной амплитуды и периода решетки, определяют пуассоновскую деформаицю, а по ней величину деформации сопрягаемых слоев. Пример. Проводился контроль профиля . и амплитуды периодического изменения состава в периодических полупроводниковых структурах на основе .. Контроль характеристик периодических структур осуществлялся предлагаемым Способом и путем массспектрометрического микроанализа в сочетании с послойным стравливанием с помощью ионной бомбардировки. Данные сведены в табл. 2. Сравнительные данные результатов, полученны по предлагаемому и известному способам, свидетельствуют о преимуществах предлагаемого способа, заключающемся в возможности излуче ния структур с периодом менее 500 А. Величина упругой деформации слоев в их плоскости для образцов NW 2, 4, 6 соответственно составила 0,12; 0,15 и 0,3%. Такая дефор мация свидетельствует о когерентном сопряжени слоев, т.е. об отсутствии стенок дислокаций не соответствия на межслоевых границах. Для образцов NN 2-8 форма профиля, найденная обоими способами, совпадает и описьгеается первыми гармониками Фурье-разложения. Сложный профиль изменения составав образце № 1, найденный предлагаемым способом, представлен на фиг. I, а известным - на фиг. 2. Таким образом, предлагаемый способ позволяет контролировать весьма сложную форму про филя. Интенсивность сателлитов и брегговских рефлексов дает информацию о величине гармоник Фурье-разложения, периодически меняющихся структурной амплитуды и межплрскостных расстояний. Реализация предлагаемого способа не требует непосредственных измерений концентрации элементов вдоль нормали к слоям периодической структуры, что связано с необходимостью послой ного стравливания, а следователыю, и разрушения образца. Использование предлагаемого способа контроля характеристик периодических структур обес

Таблица 2 печивает по сравнению с существующими способами- возможность осуществлять текугций контроль качества периодических структур без их разрущения, дает более щирокие функодональные возможности а также позволяет применять для контроля структуры с очень малым периодом (500 А). Все зто значительно повыщает качество контроля и делает его пригодным для использования в промышленных условиях. Формула изобретения Способ контроля кристаллов с периодической неоднородностью структуры, заключающийся в Измерении периода неоднородности структуры и его дисперсии по положению и полуширине брегговских максимумов и сателлитов, отличающийся тем, что, с целью расширения совокупности контролируемых характеристик, определяют направление периодической неоднородности структуры и измеряют при неизменных условиях съемки интенсивность совокупности брегговских максимумов и сателлитов, для которых УЗЛЫ обратной решетки лежат вдоль указанного направления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Русаков А. А. Рентгенография металлов. ч. И1. М., МИФИ, 1969, с. :б1-62. 2.Чуистов К, В. Модулированные структуры в стареющих сплавах. Киев, Наукова думка, 1975, с. 118 (прототип).

. 746264